JP2005138743A - Driving force control device of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンと少なくとも1つのモータジェネレータとの動力を合成して出力軸へ伝達する動力伝達手段と、エンジンと動力伝達手段とを断続するエンジンクラッチとを有するハイブリッド車両の駆動力制御装置に関するものである。 The present invention relates to a driving force control device for a hybrid vehicle having power transmission means for combining power of an engine and at least one motor generator and transmitting the power to an output shaft, and an engine clutch for intermittently connecting the engine and power transmission means. Is.
エンジンと動力伝達手段との間での動力伝達を断続するエンジンクラッチを有するハイブリッド車両において、電動車モードでの発進後に、エンジンクラッチを接続してエンジンを始動する際に、半クラッチで徐々に伝達トルク容量を大きくしながら接続することで、車両加減速ショックを低減している(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来のハイブリッド車両の駆動力制御装置にあっては、アクセル全開加速時や中間加速時のようなアクセル踏み込み時において、モータだけでは駆動力が足りないときにエンジンクラッチを接続してエンジンを始動する際に、モータが既に最大トルクで駆動されていると、下記の問題がある。
(1)エンジンクラッチの引き摺りトルクによる駆動力を低下を補償できないため、エンジンクラッチの接続開始時に駆動力が落ち込み、車両の減速感を感じる可能性がある。
(2)エンジンクラッチを半クラッチで接続するため、クラッチ接続に要する時間が長くなり、エンジンが始動されてエンジントルクが駆動力に加わるまでの間の駆動力の減少が大きくなり、車両の加速が遅くなる可能性がある。
However, in a conventional hybrid vehicle driving force control device, when the accelerator is depressed such as when the accelerator is fully opened or during intermediate acceleration, the engine clutch is connected to the engine when the driving force is insufficient with the motor alone. When starting, if the motor is already driven with the maximum torque, there are the following problems.
(1) Since the driving force due to the drag torque of the engine clutch cannot be compensated for, the driving force drops when the connection of the engine clutch is started, and the vehicle may feel a deceleration.
(2) Since the engine clutch is connected with a half-clutch, the time required for clutch engagement becomes longer, the reduction of the driving force between the start of the engine and the addition of engine torque to the driving force increases, and the vehicle accelerates. May be slow.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、電動車モードからハイブリッドモードへのモード遷移のためにエンジンクラッチを接続する時、車両の加減速ショックを解消しながら、早期のエンジン始動による車両の加速を達成することができるハイブリッド車両の駆動力制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem. When the engine clutch is connected for the mode transition from the electric vehicle mode to the hybrid mode, the acceleration / deceleration shock of the vehicle is eliminated and the engine is started early. It is an object of the present invention to provide a driving force control device for a hybrid vehicle that can achieve acceleration of the vehicle.
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンと少なくとも1つのモータジェネレータとの動力を合成して出力軸へ伝達する動力伝達手段と、エンジンと動力伝達手段とを断続するエンジンクラッチとを有し、前記エンジンクラッチを接続して前記エンジンと前記モータジェネレータの動力で走行するハイブリッドモードと、前記エンジンクラッチを切断して前記モータジェネレータの動力のみで走行する電動車モードと、を切替えて走行するハイブリッド車両の駆動力ハイブリッド車両の駆動力制御装置において、
アクセル開度と車速から目標駆動力を決める目標駆動力設定手段と、前記エンジンクラッチの接続時に、エンジンクラッチの引き摺りトルクによる車両駆動力の減少を補償するモータトルク量を算出する補償トルク算出手段と、最大モータトルクから補償トルクを引いたモータトルク量を算出する車両駆動モータトルク算出手段と、車両駆動モータトルク以下で目標駆動力を達成できなくなるときのアクセル開度を、実際のアクセル開度が超える前に、前記エンジンクラッチの接続を開始する接続指令手段と、前記エンジンクラッチの接続が開始されたら、該エンジンクラッチの接続が終了するまで、目標駆動力を、車両駆動モータトルク以下で実現できる駆動力に修正する駆動力修正手段と、を有する。
In order to achieve the above object, the present invention comprises power transmission means for combining the power of the engine and at least one motor generator and transmitting the power to the output shaft, and an engine clutch for intermittently connecting the engine and power transmission means. A hybrid that travels by switching between a hybrid mode in which the engine clutch is connected and travels with the power of the engine and the motor generator, and an electric vehicle mode in which the engine clutch is disengaged and travels only with the power of the motor generator In the driving force control device for a hybrid vehicle,
Target driving force setting means for determining a target driving force from the accelerator opening and the vehicle speed; and compensation torque calculating means for calculating a motor torque amount that compensates for a decrease in vehicle driving force due to drag torque of the engine clutch when the engine clutch is connected; Vehicle driving motor torque calculation means for calculating a motor torque amount obtained by subtracting the compensation torque from the maximum motor torque, and the accelerator opening when the target driving force cannot be achieved below the vehicle driving motor torque, the actual accelerator opening is The connection command means for starting the connection of the engine clutch before exceeding, and when the connection of the engine clutch is started, the target driving force can be realized below the vehicle drive motor torque until the connection of the engine clutch is ended. Driving force correcting means for correcting the driving force.
よって、本発明のハイブリッド車両の駆動力制御装置にあっては、エンジンクラッチの接続が終了するまでの間、エンジンクラッチの引き摺りによるトルクを補償できるだけの余裕をモータに与えていることになる。したがって、エンジンクラッチの接続開始時における駆動力の落ち込みによる車両加減速ショックがなくなる。また、エンジンクラッチの接続を開始するアクセル開度が、エンジンクラッチ接続を開始する時刻を早めたことになり、エンジンを始動する時刻も早くなって、車両の加速タイミングも早期となる。 Therefore, in the driving force control apparatus for a hybrid vehicle of the present invention, the motor is provided with a margin sufficient to compensate for the torque caused by the dragging of the engine clutch until the connection of the engine clutch is completed. Therefore, the vehicle acceleration / deceleration shock due to the drop in driving force at the start of connection of the engine clutch is eliminated. Further, the accelerator opening degree for starting the engagement of the engine clutch has advanced the time for starting the engagement of the engine clutch, the time for starting the engine is also advanced, and the acceleration timing of the vehicle is also advanced.
以下、本発明のハイブリッド車両の駆動力制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1及び実施例2に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for realizing a driving force control apparatus for a hybrid vehicle of the present invention will be described based on Example 1 and Example 2 shown in the drawings.
まず、構成を説明する。
図1は実施例1の駆動力制御装置が適用されたハイブリッド車両を示す全体システム図であり、以下、その構成を説明する。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is an overall system diagram showing a hybrid vehicle to which the driving force control apparatus of
ハイブリッド変速機は、自動変速機もしくは無段変速機からなる変速機5(動力伝達手段)の入力軸5aには、エンジンクラッチ8を介してエンジンENGのエンジン出力軸1が連結され、変速機5の出力軸5bにはディファレンシャルギア6を介してタイヤ7が連結される。変速機5の入力軸5aには、固定減速ギア3,4及びモータ出力軸2を介してモータジェネレータMGが連結され、これにより、変速機5は、エンジンクラッチ8を介して入力されるエンジンENGの動力と、モータジェネレータMGから入力される動力を合成してタイヤ7へ出力する。
In the hybrid transmission, an
このハイブリッド変速機には、エンジンクラッチ8の接続状態に応じて2つの運転モードがあり、エンジンクラッチ8の切断状態では、モータジェネレータMGの動力のみで走行する電動車モードであり、エンジンクラッチ8の接続状態では、エンジンENGとモータジェネレータMGの動力で走行するハイブリッドモードである。
This hybrid transmission has two operation modes according to the connection state of the
ハイブリッド変速制御系は、全体のエネルギーを統合制御する統合コントローラ10と、エンジンENGを制御するエンジンコントローラ12と、前記パワートレイン系のうちモータジェネレータMGを制御するモータコントローラ11と、モータジェネレータMGに電気を供給するインバータ13と、電気エネルギーを蓄えるバッテリ14と、エンジンクラッチ8の油圧を生成するソレノイドバルブ16と、を有する。
The hybrid shift control system includes an integrated
前記統合コントローラ10は、アクセル開度センサ20からのアクセル開度AP、車速センサ21からの車速VSP(出力軸回転速度に比例)、入力回転速度センサ22からの変速機5の入力回転速度ωin、等に応じて、運転者が望む駆動力を実現できる運転モードを選択し、前記モータコントローラ11に目標MGトルクを、前記エンジンコントローラ12に目標エンジントルクを、前記ソレノイドバルブ16に駆動信号を指令する。
The integrated
次に、作用を説明する。 Next, the operation will be described.
[エンジンクラッチ接続時の駆動力制御処理]
以下に、図2に示すフローチャートを用いて、統合コントローラ10で実行されるエンジンクラッチ接続時の駆動力制御処理を説明する。
図2(a)に、エンジンクラッチ接続時における駆動力制御処理のメインルーチンを示す。
ステップS1で、エンジンクラッチ接続フラグMflagを参照し、エンジンクラッチ接続フラグMflagが1ならばエンジンクラッチ接続中であるので、ステップS2の接続制御サブルーチンに進む。エンジンクラッチ接続フラグMflagが0ならばエンジンクラッチ接続中ではないので、ステップS3の接続判定サブルーチンに進む。
[Driving force control process when the engine clutch is engaged]
Below, the driving force control process at the time of the engine clutch connection performed by the integrated
FIG. 2 (a) shows the main routine of the driving force control process when the engine clutch is connected.
In step S1, the engine clutch connection flag Mflag is referred to. If the engine clutch connection flag Mflag is 1, the engine clutch is engaged, and the process proceeds to the connection control subroutine in step S2. If the engine clutch connection flag Mflag is 0, the engine clutch is not engaged, and the process proceeds to a connection determination subroutine in step S3.
図2(b)に、接続判定サブルーチンを示す。
ステップS21では、車速VSPを変速機5の出力回転速度ωoutから次式を用いて演算し、ステップS22へ移行する。
VSP=kv・ωout …(1)
ここで、kvは、タイヤ半径やファイナルギア比で決まる定数である。
FIG. 2B shows a connection determination subroutine.
In step S21, the vehicle speed VSP is calculated from the output rotational speed ωout of the
VSP = kv ・ ωout… (1)
Here, kv is a constant determined by the tire radius and the final gear ratio.
ステップS22では、車速VSPとアクセル開度APの検出値から、図3に示すマップを用いて、目標駆動トルクTotを算出し、ステップS23へ移行する(目標駆動力設定手段)。 In step S22, the target drive torque Tot is calculated from the detected values of the vehicle speed VSP and the accelerator pedal opening AP using the map shown in FIG. 3, and the process proceeds to step S23 (target drive force setting means).
ステップS23では、エンジンクラッチ8の目標伝達トルクTct0を設定し、ステップS24へ移行する。ここで、目標伝達トルクTct0は、ある固定値で与えても良いし、目標駆動トルクTotと車速VSPに応じた可変値で与えても良い。
In step S23, the target transmission torque Tct0 of the
ステップS24では、エンジンクラッチ8の伝達トルクを補償するモータトルク量である補償トルクTmcを演算し、ステップS25へ移行する(補償トルク算出手段)。
なお、車両駆動トルクToとエンジンクラッチ8の伝達トルクTcとモータトルクTmとの関係は、次式で表される。
To=im・Tm−ic・Tc …(2)
ここで、imは変速機5の入力回転速度と出力回転速度との変速比、icはモータ回転速度と出力回転速度との変速比である。
よって、式(2)から、駆動力が変化しないように、Tct0を打消す補償トルクTmcは次式で得られる。
Tmc=ic・Tct0/im …(3)
In step S24, a compensation torque Tmc that is a motor torque amount for compensating the transmission torque of the
The relationship between the vehicle driving torque To, the transmission torque Tc of the
To = im ・ Tm−ic ・ Tc (2)
Here, im is a gear ratio between the input rotation speed and the output rotation speed of the
Therefore, from Equation (2), the compensation torque Tmc that cancels Tct0 is obtained by the following equation so that the driving force does not change.
Tmc = ic ・ Tct0 / im… (3)
ステップS25では、車両駆動モータトルクTmvを算出し、ステップS26へ移行する(車両駆動モータトルク算出手段)。
先ず、現時刻のモータ回転速度ωmから、図4に示すモータ特性マップを用いて、最大モータトルクTmmaxを演算する。そして、次式を用いて、最大モータトルクTmmaxと補償トルクTmcから、車両駆動モータトルクTmvを算出する。
Tmv=Tmmax−Tmc …(4)
式(2),(3),(4)から、最大モータトルクTmmaxでの駆動トルクTomax(すなわち、最大駆動トルクTomax)は次式のように表される。
Tomax=im・Tmmax−ic・Tct0
=im(Tmc+Tmv)−ic・Tct0
=ic・Tct0+im・Tmv−ic・Tct0
=im・Tmv …(5)
In step S25, the vehicle drive motor torque Tmv is calculated, and the process proceeds to step S26 (vehicle drive motor torque calculation means).
First, the maximum motor torque Tmmax is calculated from the motor rotation speed ωm at the current time using the motor characteristic map shown in FIG. Then, the vehicle drive motor torque Tmv is calculated from the maximum motor torque Tmmax and the compensation torque Tmc using the following equation.
Tmv = Tmmax−Tmc (4)
From the equations (2), (3), and (4), the driving torque Tomax at the maximum motor torque Tmmax (that is, the maximum driving torque Tomax) is expressed as the following equation.
Tomax = im ・ Tmmax−ic ・ Tct0
= Im (Tmc + Tmv) −ic ・ Tct0
= ic ・ Tct0 + im ・ Tmv−ic ・ Tct0
= Im ・ Tmv… (5)
ステップS26では、アクセル踏み込み速度VAPを算出し、ステップS27へ移行する。例えば、前回のアクセル開度と今回のアクセル開度との差分で算出すれば良い。 In step S26, the accelerator depression speed VAP is calculated, and the process proceeds to step S27. For example, it may be calculated by the difference between the previous accelerator opening and the current accelerator opening.
ステップS27では、エンジンクラッチ8の接続開始を判断するアクセル開度APmを以下の手順で設定する。
1)式(5)を用いて、車両駆動モータトルクTmvで実現できる最大駆動トルクTomaxを算出する。
2)図3に示す駆動力マップを用いて、最大駆動トルクTomaxと車速VSPから、最大駆動トルクTomaxに対応したアクセル開度APm0を算出する。
3)図5に示すマップを用いて、アクセル踏み込み速度VAPに応じた、アクセル開度APm0の補正量APmmを設定する。
4)アクセル開度APm0と補正量APmmとから、次式で示すように、補正後のエンジンクラッチ8の接続開始を判断するアクセル開度APmを算出する。
Apm=APm0−APmm …(6)
In step S27, the accelerator opening APm for determining the start of connection of the
1) The maximum drive torque Tomax that can be realized by the vehicle drive motor torque Tmv is calculated using Equation (5).
2) Using the driving force map shown in FIG. 3, the accelerator opening APm0 corresponding to the maximum driving torque Tomax is calculated from the maximum driving torque Tomax and the vehicle speed VSP.
3) Using the map shown in FIG. 5, the correction amount APmm of the accelerator opening APm0 is set according to the accelerator depression speed VAP.
4) From the accelerator opening APm0 and the correction amount APmm, the accelerator opening APm for determining the start of connection of the corrected
Apm = APm0−APmm (6)
ステップS28では、アクセル開度APとエンジンクラッチ接続開始判断アクセル開度APmとの大きさを比較し、アクセル開度APがエンジンクラッチ接続開始判断アクセル開度APmより大きければ、エンジンクラッチ8の接続を開始するためにステップS29に移行し、小さければサブルーチンを終了する(接続指令手段)。
In step S28, the accelerator opening AP is compared with the engine clutch connection start determination accelerator opening APm. If the accelerator opening AP is larger than the engine clutch connection start determination accelerator opening APm, the connection of the
ステップS29では、エンジンクラッチ8の接続を開始するので、エンジンクラッチ接続フラグMflagを1にし、ステップS30へ移行する。
In step S29, since connection of the
ステップS30では、補正後のエンジンクラッチ開始判断アクセル開度APmに対応した目標駆動トルクTomをエンジンクラッチ8の接続中の目標駆動トルクとするために、エンジンクラッチ開始判断アクセル開度APmと車速VSPから、図3に示すマップを用いて目標駆動トルクTomを算出し、ステップS31へ移行する(駆動力修正手段)。
In step S30, in order to set the target drive torque Tom corresponding to the corrected engine clutch start determination accelerator opening APm as the target drive torque during connection of the
ステップS31では、エンジンクラッチ8の接続を開始するアクセル開度が小さくなることに伴い、エンジンクラッチ8の接続中の目標駆動トルクが小さくなって、エンジンクラッチ接続トルクを補償するモータトルクの余裕が増えたことを利用して、エンジンクラッチ8の目標伝達トルクを増やす。
まず、式(5)に示す関係と同様に、次式を用いて、目標駆動トルクTomを実現するモータトルクTmmを算出する。
Tom=im・Tmm …(7)
次に、次式を用いて、修正後の補償トルクTctを算出する。
Tct=Tmmax−Tmm …(8)
このTctを修正後のクラッチ伝達トルクとする。
In step S31, as the accelerator opening for starting the connection of the
First, similarly to the relationship shown in the equation (5), the motor torque Tmm that realizes the target drive torque Tom is calculated using the following equation.
Tom = im ・ Tmm… (7)
Next, the corrected compensation torque Tct is calculated using the following equation.
Tct = Tmmax−Tmm (8)
This Tct is the corrected clutch transmission torque.
図2(c)に、接続制御サブルーチンを示す。
ステップS41では、最大モータトルクTmmaxをモータジェネレータMGに指令し、ステップS42へ移行する。
FIG. 2 (c) shows a connection control subroutine.
In step S41, the maximum motor torque Tmmax is commanded to the motor generator MG, and the process proceeds to step S42.
ステップS42では、モード切替時に設定した修正後のクラッチ伝達トルクTctを実現するように、ソレノイドバルブ16を駆動し、ステップS43へ移行する。
In step S42, the
ステップS43では、エンジンクラッチプレートの回転差(エンジン回転速度と入力回転速度の差)をみて、回転差がゼロか否かが判断され、YESの場合はステップS44へ移行し、NOの場合はエンドへ移行する。 In step S43, the engine clutch plate rotational difference (difference between engine rotational speed and input rotational speed) is determined to determine whether the rotational difference is zero. If YES, the process proceeds to step S44. If NO, the process ends. Migrate to
ステップS44では、ステップS43においてエンジンクラッチ8の接続が終了したとして、ハイブリッドモードの制御に移行する。
In step S44, it is determined that the connection of the
[エンジンクラッチ接続時の駆動力制御作動]
エンジンクラッチ接続時の駆動力制御作動は、電動車モードからハイブリッドモードへのモード遷移指令により開始され、最初はエンジンクラッチ接続中ではなく、エンジンクラッチ接続フラグMflagがMflag=0であるため、図2(a)のフローチャートにおいて、ステップS1からステップS3の接続判定サブルーチンに進む。
[Driving force control operation when engine clutch is connected]
The driving force control operation when the engine clutch is engaged is started by a mode transition command from the electric vehicle mode to the hybrid mode, and is not initially engaged with the engine clutch, and the engine clutch engagement flag Mflag is Mflag = 0. In the flowchart of (a), the process proceeds from step S1 to the connection determination subroutine of step S3.
図6(b)に示す接続判定サブルーチンにおいて、ステップS21で車速VSPを算出し、ステップS22で車速VSPとアクセル開度APから目標駆動トルクTotを算出し、ステップS23でエンジンクラッチ8の目標伝達トルクTct0を設定し、ステップS24で補償トルクTmcを演算し、ステップS25で車両駆動モータトルクTmvを算出し、ステップS26でアクセル踏み込み速度VAPを算出し、ステップS27でエンジンクラッチ8の接続開始を判断するアクセル開度APmを設定する。
In the connection determination subroutine shown in FIG. 6B, the vehicle speed VSP is calculated in step S21, the target drive torque Tot is calculated from the vehicle speed VSP and the accelerator pedal opening AP in step S22, and the target transmission torque of the
そして、ステップS28では、検出されたアクセル開度APとエンジンクラッチ接続開始判断アクセル開度APmとの大きさを比較し、AP≦APmの間はサブルーチンを繰り返す。その後、アクセル開度APがエンジンクラッチ接続開始判断アクセル開度APmより大きくなる時点に達すると、エンジンクラッチ8の接続を開始するためにステップS29に移行するが、エンジンクラッチ8の接続開始に先行して、ステップS29でエンジンクラッチ接続フラグMflagを1にし、ステップS30で補正後のエンジンクラッチ開始判断アクセル開度APmに対応し、最大モータトルク以下で実現可能なエンジンクラッチ8の接続中の目標駆動トルクTomを算出し、ステップS31で修正後の補償トルクTctを算出する。
In step S28, the detected accelerator opening AP is compared with the engine clutch connection start determination accelerator opening APm, and the subroutine is repeated while AP ≦ APm. Thereafter, when the time when the accelerator opening AP becomes larger than the engine clutch connection start determination accelerator opening APm, the routine proceeds to step S29 to start the connection of the
次に、ステップS29でエンジンクラッチ接続フラグMflagを1にしたことに伴い、図2(a)のフローチャートにおいて、ステップS1からステップS2の接続制御サブルーチンに進む。図2(c)に示す接続制御サブルーチンにおいて、ステップS41で最大モータトルクTmmaxをモータジェネレータMGに指令し、ステップS42で修正後のクラッチ伝達トルクTctを実現するように、ソレノイドバルブ16を駆動し、ステップS43でエンジンクラッチプレートの回転差がゼロか否かが判断される。そして、エンジンクラッチプレートの回転差がゼロとなるまでは、ステップS41のモータ制御と、ステップS42のエンジンクラッチ締結制御と、が繰り返され、エンジンクラッチプレートの回転差がゼロになると、ハイブリッドモードの制御へ移行する。
Next, as the engine clutch connection flag Mflag is set to 1 in step S29, the process proceeds to the connection control subroutine from step S1 to step S2 in the flowchart of FIG. In the connection control subroutine shown in FIG. 2 (c), the maximum motor torque Tmmax is commanded to the motor generator MG in step S41, and the
[エンジンクラッチ接続時の駆動力制御作用] [Driving force control when the engine clutch is engaged]
例えば、従来技術において、アクセル全開加速時や中間加速時のようなアクセル踏み込み時であって、モータだけでは駆動力が足りないときにエンジンクラッチを接続してエンジンを始動する際、モータが既に最大トルクで駆動されている場合には、次の2つの問題が発生する可能性がある。
1.エンジンクラッチを半クラッチで接続したとしても、モータは最大トルクを既に出しているので、エンジンクラッチの引き摺りトルクによる駆動力の低下を補償できない。したがって、図6の駆動力特性に示すように、エンジンクラッチ接続開始時に駆動力が落ち込み、車両の減速感を感じる可能性がある。
2.エンジンクラッチを半クラッチで接続すると、クラッチ接続に要する時間が長くなって、エンジンの回転速度がエンジン始動できる回転速度になるまでの時間(図6でt2)が増大する。また、モータ回転速度は車速の上昇に比例して上昇するが、図4に示すモータの特性により、モータ回転速度がある回転数(図4でNm)以上になると、モータ回転速度に反比例して定格トルクが減少する。電動車モードでは、モータトルクに比例した駆動力となるので、エンジンの回転速度がエンジン始動できる回転速度になるまでの時間が増大すると、エンジンが始動されてエンジントルクが駆動力に加わるまでの間の駆動力の減少が大きくなり、車両の加速が遅くなる可能性がある。
For example, in the prior art, when the accelerator is fully depressed or when the accelerator is depressed, such as during intermediate acceleration, and the driving force is insufficient with the motor alone, the motor is already at the maximum when the engine clutch is connected and the engine is started. When driven by torque, the following two problems may occur.
1. Even if the engine clutch is connected by a half-clutch, since the motor has already produced the maximum torque, a reduction in driving force due to the drag torque of the engine clutch cannot be compensated. Therefore, as shown in the driving force characteristics of FIG. 6, there is a possibility that the driving force drops when the engine clutch engagement is started, and the vehicle feels a deceleration.
2. When the engine clutch is connected by a half-clutch, the time required for clutch engagement becomes longer, and the time until the engine speed reaches a rotation speed at which the engine can be started (t2 in FIG. 6) increases. The motor rotation speed increases in proportion to the increase in the vehicle speed. However, due to the motor characteristics shown in FIG. 4, when the motor rotation speed exceeds a certain number of rotations (Nm in FIG. 4), the motor rotation speed is in inverse proportion to the motor rotation speed. Rated torque decreases. In the electric vehicle mode, since the driving force is proportional to the motor torque, if the time until the engine rotation speed reaches the rotation speed at which the engine can be started increases, the engine is started and the engine torque is applied to the driving force. There is a possibility that the decrease in the driving force increases and the acceleration of the vehicle becomes slow.
これに対し、実施例1では、ステップS27の1)において、最大駆動トルクTomaxに対応したアクセル開度を、エンジンクラッチ8を接続を開始する最も大きいアクセル開度としたので、エンジンクラッチ8の接続前から接続中の目標駆動トルクは最大駆動トルクTomaxより大きくはならない。よって、エンジンクラッチ8の接続中の目標駆動トルクは最大駆動トルクTomax以下となることで、図7の実線による駆動力特性に示すように、エンジンクラッチ8の接続を開始しても従来技術(点線特性)のような駆動力の落ち込みによる加速の違和感はなくなる。
On the other hand, in the first embodiment, the accelerator opening corresponding to the maximum drive torque Tomax is set to the largest accelerator opening for starting the connection of the
さらに、ステップS27において、アクセルに踏み込み速度VAPが速いほど、エンジンクラッチ8の接続を開始するアクセル開度APmを小さくするので、エンジンクラッチ8の接続中の目標駆動トルクはTomaxよりさらに小さくなる。したがって、エンジンクラッチトルクをより確実に補償できるようになる。
Furthermore, in step S27, the accelerator opening APm for starting the connection of the
また、アクセルに踏み込み速度VAPが速いほど、エンジンクラッチ8の接続を開始するアクセル開度APmを小さくすることで、エンジンクラッチ8の接続開始時刻が早まるので(図7のt0→t0')、エンジンENGの始動時刻も従来技術に比べて早まって、アクセルを踏んでから大きな駆動力が出るまでの時間が短くなって、加速のレスポンスが向上すると共に、所望の車速に到達する時間も早くなる。
Further, as the accelerator stepping speed VAP increases, the accelerator opening APm for starting the connection of the
さらに、ステップS31において算出される修正後のクラッチ伝達トルクTctは、修正前のクラッチ伝達トルクTct0に対して大きいので、エンジンクラッチ8の接続に要する時間が短くなり、エンジンENGの始動時刻も相乗作用により早まって(図7のt2→t2')、アクセルを踏んでから大きな駆動力が出るまでの時間がさらに短くなって、加速のレスポンスが向上すると共に、所望の車速に到達する時間も早くなる。
Furthermore, since the corrected clutch transmission torque Tct calculated in step S31 is larger than the uncorrected clutch transmission torque Tct0, the time required to connect the
次に、効果を説明する。
実施例1のハイブリッド車両の駆動力制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the driving force control apparatus for a hybrid vehicle according to the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) エンジンENGと少なくとも1つのモータジェネレータMGとの動力を合成して出力軸へ伝達する変速機5と、エンジンENGと変速機5とを断続するエンジンクラッチ8とを有し、エンジンクラッチ8を接続してエンジンENGとモータジェネレータMGの動力で走行するハイブリッドモードと、エンジンクラッチ8を切断してモータジェネレータMGの動力のみで走行する電動車モードとを切替えて走行するハイブリッド車両の駆動力制御装置において、アクセル開度APと車速VSPから目標駆動力を決める目標駆動力設定手段と、エンジンクラッチ8の接続時に、エンジンクラッチ8の引き摺りトルクによる車両駆動力の減少を補償するモータトルク量を算出する補償トルク算出手段と、最大モータトルクから補償トルクを引いたモータトルク量を算出する車両駆動モータトルク算出手段と、車両駆動モータトルク以下で目標駆動力を達成できなくなるときのアクセル開度を、実際のアクセル開度が超える前に、エンジンクラッチ8の接続を開始する接続指令手段と、エンジンクラッチ8の接続が開始されたら、エンジンクラッチ8の接続が終了するまで、目標駆動力を、車両駆動モータトルク以下で実現できる駆動力に修正する駆動力修正手段と、を有するため、エンジンクラッチ8の接続が終了するまでの間、エンジンクラッチ8の引き摺りによるトルクを補償できるだけの余裕をモータに与えていることになる。したがって、図7に示すように、エンジンクラッチ8の接続開始時における駆動力の落ち込みによる車両加減速ショックがなくなる。また、エンジンクラッチ8の接続を開始するアクセル開度が、従来技術に対して小さくなるので、エンジンクラッチ8の接続を開始する時刻を早めたことになり、図7に示すように、エンジンENGを始動する時刻も早くなって、早期のエンジン始動による車両の加速を達成できる。
(1) It has a
(2) 前記接続指令手段は、アクセル踏み込み速度VAPが速いほど最終的なアクセル開度が大きく、目標駆動力も大きいと予測して、エンジンクラッチ8の接続を開始するアクセル開度を小さく設定するため、エンジン回転速度がエンジン始動できる速度になるまでの時間がさらに早くなり、車両の加速がさらに速くなる。
(2) The connection command means predicts that the final accelerator opening is larger and the target driving force is larger as the accelerator depression speed VAP is faster, and sets the accelerator opening for starting the connection of the
(3) 前記接続指令手段は、アクセル踏み込み速度VAPが速いほど、エンジンクラッチ8を半クラッチで接続するときのエンジンクラッチ伝達トルク容量を増やすため、エンジンクラッチ8の接続に要する時間が短くなって、エンジン回転速度がエンジン始動できる速度になるまでの時間がさらに早くなり、車両の加速がさらに速くなる。
また、上記(2)によって、アクセル踏み込み速度VAPが速いほどエンジンクラッチ接続を指令するアクセル開度所定値を小さくすることにより、モータトルクの余裕が増える。この増えた量に応じてエンジンクラッチ伝達トルク容量を増やすので、エンジンクラッチ伝達トルク容量を増やしても、エンジンクラッチ接続時の駆動力変動が発生しない。
(3) The connection command means increases the engine clutch transmission torque capacity when the
Further, according to the above (2), the higher the accelerator depression speed VAP is, the smaller the accelerator opening predetermined value for commanding the engine clutch connection is reduced, thereby increasing the motor torque margin. Since the engine clutch transmission torque capacity is increased in accordance with the increased amount, even if the engine clutch transmission torque capacity is increased, the driving force fluctuation at the time of engine clutch engagement does not occur.
実施例2は、ハイブリッド変速機に設けられた動力伝達手段をラビニョ型遊星歯車装置5’とし、モータジェネレータを複合電流二層モータMG'とした例である。 The second embodiment is an example in which the power transmission means provided in the hybrid transmission is a Ravigneaux planetary gear unit 5 'and the motor generator is a composite current double-layer motor MG'.
図8は実施例2の駆動力制御装置が適用されたハイブリッド変速機を示す図で、以下、構成を説明する。
図8において、実施例2のハイブリッド変速機は、左側からエンジンENG、ラビニョ型遊星歯車装置5’および複合電流二層モータMG'を同軸に配置する。
FIG. 8 is a diagram showing a hybrid transmission to which the driving force control apparatus of the second embodiment is applied. The configuration will be described below.
In FIG. 8, in the hybrid transmission of the second embodiment, the engine ENG, the Ravigneaux
前記ラビニョ型遊星歯車装置5’は、ピニオンP2を共有するシングルピニオン遊星歯車装置52およびダブルピニオン遊星歯車装置51とから成る。前記シングルピニオン遊星歯車装置52は、サンギヤS2およびリングギヤR2にそれぞれピニオンP2を噛合させた構造とし、ダブルピニオン遊星歯車装置51は、サンギヤS1および共有ピニオンP2の他に、リングギヤR1および大径ピニオンP1を備え、大径ピニオンP1をサンギヤS1、リングギヤR1および共有ピニオンP2の3者に噛合させた構造とする。そして、遊星歯車装置51,52のピニオンP1,P2を全て、共通なキャリアCにより回転自在に支持する。以上の構成になるラビニョ型遊星歯車装置5’は、サンギヤS1、サンギヤS2、リングギヤR1、リングギヤR2、ピニオンP1、ピニオンP2およびキャリアCの7個の回転メンバを主たる要素とし、これら7個のメンバのうち、2個のメンバの回転速度を決定すると、他のメンバの回転速度が決まる2自由度の差動装置を構成する。
The Ravigneaux planetary gear unit 5 'includes a single pinion
かかるラビニョ型遊星歯車装置5’に対し実施例2においては、図8の左側に同軸に配置したエンジンENGからの回転が、エンジンクラッチ8を介してシングルピニオン遊星歯車装置52のリングギヤR2に入力される。一方で、ラビニョ型遊星歯車装置5’からの出力回転を共通なキャリアCより取り出すよう、このキャリアCに車輪駆動系出力(例えば、図8におけるディファレンシャルギヤ装置を含む終減速機6および左右駆動車輪7)を結合する。ダブルピニオン遊星歯車装置51のリングギヤR1には、ローブレーキ9が取り付けられており、変速機ケースと接続可能な構成とする。エンジンクラッチ8およびローブレーキ9には、湿式多板クラッチが用いられる。
In the second embodiment, the rotation from the engine ENG coaxially arranged on the left side of FIG. 8 is input to the ring gear R2 of the single pinion
複合電流二層モータMG'は、インナーロータriと、これを包囲する環状のアウターロータroとを、変速機ケース内の後軸端に同軸に回転自在に支持して備え、これらインナーロータriおよびアウターロータro間における環状空間に同軸に配置した環状コイルよりなるステータsを変速機ケースに固設して構成する。かくして、ステータsとアウターロータroとで第2モータジェネレータMG2が構成され、ステータsとインナーロータriとで第1モータジェネレータMG1が構成される。ここでモータジェネレータMG1,MG2はそれぞれ、複合電流を供給される時は供給電流に応じた個々の方向の、また供給電流に応じた個々の速度(停止を含む)の回転を出力するモータとして機能し、複合電流を供給されない時は外力による回転に応じた電力を発生する発電機として機能する。かかる複合電流二層モータMG'と、ラビニョ型遊星歯車装置5’との間の結合に当たっては、ダブルピニオン遊星歯車装置51のサンギヤS1に第1モータジェネレータMG1(詳しくはインナーロータri)を結合し、シングルピニオン遊星歯車装置52のサンギヤS2に第2モータジェネレータMG2(詳しくはアウターロータro)を結合する。
The composite current double-layer motor MG ′ includes an inner rotor ri and an annular outer rotor ro surrounding the inner rotor ri so as to be coaxially and rotatably supported on the rear shaft end in the transmission case. A stator s made of an annular coil disposed coaxially in an annular space between the outer rotors ro is fixed to the transmission case. Thus, the second motor generator MG2 is constituted by the stator s and the outer rotor ro, and the first motor generator MG1 is constituted by the stator s and the inner rotor ri. Here, each of the motor generators MG1 and MG2 functions as a motor that outputs rotations in individual directions according to the supply current and at individual speeds (including stop) according to the supply current when a composite current is supplied. When the composite current is not supplied, it functions as a generator that generates electric power according to the rotation by the external force. In coupling between the composite current double-layer motor MG ′ and the Ravigneaux
前記ローブレーキ9でリングギアR1を変速機ケースに接続すると、ラビニョ型遊星歯車装置5’の回転系自由度が1つ減って1自由度となる。以下では、ローブレーキ9の接続時を固定変速比モード、ローブレーキ9の切断時を無段変速比モードとする。また、エンジンクラッチ8を接続してエンジン運転中をハイブリッドモード、エンジンクラッチ8を切断してエンジン停止中を電動車モードとする。したがって、ハイブリッド変速モードとして、ローブレーキ9の接続状態における2つのモードとエンジンクラッチ8の接続状態における2つのモードとの組合せで、4通りのモードがある。
When the ring gear R1 is connected to the transmission case by the
実施例2にあっては、実施例1の駆動力制御をハイブリッド変速機の固定変速比モードにおけるエンジンクラッチ8の接続時にも適用でき、実施例1のハイブリッド変速機における効果と、同様の効果が得られる。
In the second embodiment, the driving force control of the first embodiment can also be applied when the
以上、本発明のハイブリッド車両の駆動力制御装置を実施例1及び実施例2に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the driving force control apparatus of the hybrid vehicle of this invention was demonstrated based on Example 1 and Example 2, it is not restricted to these Examples about a concrete structure, Claim of Claim Design changes and additions are allowed without departing from the spirit of the invention according to each claim.
本発明の駆動力制御装置を適用するハイブリッド車両のハイブリッド変速機は、実施例1及び実施例2の構成に限定されるものではなく、エンジンの動力にモータジェネレータの動力を付加して出力する動力伝達機構と、エンジンと動力伝達機構とを断続するエンジンクラッチを有するハイブリッド車両においては本発明は適用できる。 The hybrid transmission of the hybrid vehicle to which the driving force control device of the present invention is applied is not limited to the configurations of the first and second embodiments, and the power that is output by adding the power of the motor generator to the power of the engine. The present invention can be applied to a hybrid vehicle having a transmission mechanism and an engine clutch that intermittently connects the engine and the power transmission mechanism.
ENG エンジン
MG モータジェネレータ
MG' 複合電流二層モータ
MG1 第1モータジェネレータ
MG2 第2モータジェネレータ
1 エンジン出力軸
2 モータ出力軸
3,4 固定減速ギア
5 変速機(動力伝達手段)
5a 入力軸
5b 出力軸
5’ ラビニョ型遊星歯車装置(動力伝達手段)
51 ダブルピニオン遊星歯車装置
52 シングルピニオン遊星歯車装置
6 ディファレンシャルギア
7 タイヤ
8 エンジンクラッチ
9 ローブレーキ
10統合コントローラ
11 モータコントローラ
12 エンジンコントローラ
13 インバータ
14 バッテリ
16 ソレノイドバルブ
20 アクセル開度センサ
21 車速センサ
22 入力回転速度センサ
ENG engine
MG motor generator
MG 'Composite current double layer motor
MG1 1st motor generator
MG2
51 Double pinion planetary gear set
52 Single pinion
Claims (3)
前記エンジンクラッチを接続して前記エンジンと前記モータジェネレータの動力で走行するハイブリッドモードと、前記エンジンクラッチを切断して前記モータジェネレータの動力のみで走行する電動車モードと、を切替えて走行するハイブリッド車両の駆動力制御装置において、
アクセル開度と車速から目標駆動力を決める目標駆動力設定手段と、
前記エンジンクラッチの接続時に、エンジンクラッチの引き摺りトルクによる車両駆動力の減少を補償するモータトルク量を算出する補償トルク算出手段と、
最大モータトルクから補償トルクを引いたモータトルク量を算出する車両駆動モータトルク算出手段と、
車両駆動モータトルク以下で目標駆動力を達成できなくなるときのアクセル開度を、実際のアクセル開度が超える前に、前記エンジンクラッチの接続を開始する接続指令手段と、
前記エンジンクラッチの接続が開始されたら、該エンジンクラッチの接続が終了するまで、目標駆動力を、車両駆動モータトルク以下で実現できる駆動力に修正する駆動力修正手段と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。 Power transmission means for combining the power of the engine and at least one motor generator and transmitting the power to the output shaft; and an engine clutch for intermittently connecting the engine and the power transmission means;
A hybrid vehicle that travels by switching between a hybrid mode in which the engine clutch is connected and travels with the power of the engine and the motor generator, and an electric vehicle mode in which the engine clutch is disengaged and travels only with the power of the motor generator In the driving force control device of
Target driving force setting means for determining the target driving force from the accelerator opening and the vehicle speed;
Compensation torque calculation means for calculating a motor torque amount that compensates for a decrease in vehicle driving force due to drag torque of the engine clutch when the engine clutch is connected;
Vehicle drive motor torque calculation means for calculating a motor torque amount obtained by subtracting the compensation torque from the maximum motor torque;
Connection command means for starting the connection of the engine clutch before the actual accelerator opening exceeds the accelerator opening when the target driving force cannot be achieved below the vehicle drive motor torque;
A driving force correcting means for correcting the target driving force to a driving force that can be realized at a vehicle driving motor torque or less until the connection of the engine clutch is terminated when the connection of the engine clutch is terminated;
A driving force control apparatus for a hybrid vehicle characterized by comprising:
前記接続指令手段は、アクセル踏み込み速度が速いほど最終的なアクセル開度が大きく、目標駆動力も大きいと予測して、エンジンクラッチ接続を開始するアクセル開度を小さく設定することを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。 In the hybrid vehicle driving force control device according to claim 1,
The connection command means predicts that the final accelerator opening is larger and the target driving force is larger as the accelerator depression speed is higher, and sets the accelerator opening for starting the engine clutch connection to be smaller. Driving force control device.
前記接続指令手段は、アクセル踏み込み速度が速いほど、前記エンジンクラッチを接続するときのエンジンクラッチ伝達トルク容量を増やすことを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。
In the hybrid vehicle driving force control device according to claim 2,
The drive command control device for a hybrid vehicle, wherein the connection command means increases an engine clutch transmission torque capacity when the engine clutch is connected as the accelerator depression speed is higher.
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